發(fā)布時間：2022-11-16 11:47:29
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的鋼管混凝土結構樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關鍵詞：鋼管混凝土；發(fā)展狀況；特點；問題；應用；
中圖分類號：TU37文獻標識碼： A 文章編號：
0 引言
鋼管混凝土即在薄壁鋼管內填充普通混凝土，將兩種不同性質的材料組合而形成的復合結構， 它是將鋼管結構和鋼筋混凝土結構的優(yōu)點結合在一起而發(fā)展起來的新型結構。鋼管混凝土作為一種結構構件形式最早在十九世紀八十年代被設計應用做橋墩，然后隨著科學技術的提高使它的應用范圍得到了很大的擴展。鋼管混凝土結構按照截面形式的不同可以分為矩形截面鋼管混凝土結構、圓形截面鋼管混凝土結構和多邊形鋼管混凝土結構等， 其中矩形截面鋼管混凝土結構和圓形截面鋼管混凝土結構應用較為廣泛。
1 鋼管混凝土結構在國內外的發(fā)展狀況
鋼管混凝土的發(fā)展起源于1897 年美國人Lally 在圓鋼管中填充混凝土作為房屋建筑的承重柱，至今已有110多年的歷史。1930年，法國在巴黎郊區(qū)建造了一座跨度達9 m的上承式鋼管混凝土橋。1937年，前蘇聯(lián)列寧格勒建造了橫跨涅瓦河的跨度為101 m的下承式鋼管混凝土拱橋。1939 年，前蘇聯(lián)在西伯利亞建成了跨度140 m 的上承式鋼管混凝土鐵路拱橋。在我國，最早開展對鋼管混凝土基本理論研究的是中國科學院哈爾濱土木建筑研究所[1]。此后，國內的中國科學研究院、哈爾濱建筑大學、電力工業(yè)部電力研究所及北京地下鐵道工程局等單位都先后對鋼管混凝土結構的基本構件的設計方法、節(jié)點構造和施工技術等開展了系統(tǒng)的研究，并取得了可喜的成果。
2 鋼管混凝土結構的特點
鋼管混凝土結構充分結合了混凝土抗壓性能好和鋼材抗拉性能好的特點，具有承載力高、塑性和韌性佳、耐火性和抗震性能好、施工簡便、經(jīng)濟效果好等多種優(yōu)點。
2.1 承載力高
在鋼管中填充混凝土，隨著受壓荷載的增大，鋼管由彈性工作狀態(tài)進入塑性工作狀態(tài)。鋼管混凝土構件受壓時，由于產(chǎn)生緊箍效應，核心混凝土處于三向受壓應力狀態(tài)，其強度大大提高，鋼管延緩和避免了過早發(fā)生局部屈曲，因而受壓構件的承載力大大提高，而且使它由脆性變?yōu)樗苄院芎玫牟牧?。鋼管和混凝土兩種材料互相彌補了彼此的缺點，充分發(fā)揮了彼此的長處，從而使鋼管混凝土具有較高的承載力。
2.2 塑性和韌性好
混凝土脆性較大，對于高強度混凝土更是如此，其工作的可靠性大為降低。但受壓鋼管混凝土構件中的核心混凝在鋼管的約束下，不但在使用階段改善了其彈性性質，而且在破壞時具有很大的塑性變形。試驗表明：鋼管混凝土軸心受壓短柱破壞時，可以被壓縮到原長的2/ 3，仍不呈現(xiàn)脆性破壞的特征。
2.3 良好的耐火性
由于鋼管內填有混凝土，能吸收大量的熱能，因此遭受火災時，外部鋼管雖然升溫較快，但內部混凝土升溫滯后，仍具有一定的承載能力，因而增加了鋼管的耐火時間。相對于傳統(tǒng)鋼結構，節(jié)約了大量的防火涂料，同時減小了結構倒塌的危險。
2.4 良好的抗震性
鋼管和混凝土之間的相互作用使內填混凝土的破壞由脆性變?yōu)樗苄?，構件的延性明顯改善，耗能能力顯著提高。在受到壓彎反復荷載作用下，鋼管混凝土結構基本不發(fā)生剛度退化和強度衰減現(xiàn)象，且不發(fā)生局部屈曲。與鋼筋混凝土柱相比，鋼管混凝土柱的自重大幅度較小，地震作用引起的地震反應也將減小。
2.5 經(jīng)濟效果好
由于結構施工時，不需要模板，節(jié)省了材料和時間，鋼管混凝土可以很好地發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料的優(yōu)點，使材料得到更為充分和合理的利用，因此具有良好的經(jīng)濟效益。
3 鋼管混凝土結構存在的問題
目前，國內外學者對鋼管混凝土結構的研究雖已取得一系列的重要成果，但為了更好地推廣使用鋼管混凝土結構，還應注意其發(fā)展中的技術問題和工程應用中的不足之處。
3.1 鋼管混凝土在技術分析中的不足之處
（1）在承載力計算時，假設鋼管混凝土為理想彈塑性體，這對抗震能力較好的鋼管混凝土構件是不合理的；
（2）假設把鋼管普通強度混凝土和高強度混凝土機械地分割開來進行研究；
（3）根據(jù)定值側壓力的試驗測試，得到縱向承載力與側壓力的關系來確定鋼管混凝土的承載力，這與核心混凝土的實際工作狀態(tài)不符；
3.2 鋼管混凝土在工程應用中不足之處
（1）從鋼管混凝土的使用量來看，數(shù)量有限，還僅限于柱、橋墩、拱架等部位，少有使用鋼管混凝土梁的先例。這是因為梁一般都做成矩形，但矩形鋼管混凝土的受力比較復雜，而且構造要求繁瑣，經(jīng)濟效益不佳。
（2）從構件連接來看，當混凝土梁與鋼管混凝土柱連接時，必須借助于柱上的牛腿和加強板。如果采用明牛腿可能會在美觀上受到影響；如果用暗牛腿，又會給澆灌混凝土帶來不便，影響施工進度。
4 鋼管混凝土結構的應用
早在19世80年代，鋼管混凝土結構就已經(jīng)被應用。例如，1879年英國塞文（ severn） 鐵路橋的建造中使用了鋼管橋墩，在鋼管中灌筑混凝土；前蘇聯(lián)烏拉爾的伊謝特鐵路橋采用鋼管混凝土構件做拱形桁架的上弦和上部建筑的柱子；日本、瑞士等國在輸電跨越塔中采用鋼管混凝土結構。
鋼管混凝土結構技術的開發(fā)和應用在我國已有近40 年的歷史，1966 年鋼管混凝土結構應用于北京地鐵站工程；20世紀70年代成功應用于單層工業(yè)廠房、重型構架中；近10年來，鋼管混凝土結構在我國高層建筑工程、地鐵車站工程和大跨度橋梁工程中得到了卓有成效的應用，推動了建造技術的發(fā)展。
4.1 高層和超高層建筑工程中
將鋼管混凝土結構應用到高層、超高層建筑中可節(jié)約建筑材料，增加使用空間。僅十年時間，就從局部柱子采用鋼管混凝土發(fā)展到大部分柱子采用，又發(fā)展到全部柱子采用，由在近百米高度的高層建筑中發(fā)展到近三百米高度的超高層建筑所采用，發(fā)展前景廣闊。例如：我國福建泉州郵電大樓是我國第一個局部采用鋼管混凝土柱的高層建筑。
4.2 大跨橋梁工程中
鋼管混凝土是一種高強輕質且便于施工的高效結構材料，其單位重量的承載力與鋼材接近，甚至可能比鋼材還強；其鋼管可以充當安裝架設階段的勁性骨架、灌注混凝土階段的模板和鋼筋，以及具有對核心混凝土的套箍約束等多種功能，較全面地解決了橋梁結構所要求的用料省、安裝重量輕、施工簡便、承載力大等諸多矛盾。鋼管混凝土已被公認為是一種建造大跨度橋梁的比較理想的結構材料。
5 結語
綜上所述，與鋼筋混凝土結構和鋼結構相比，鋼管混凝土結構是一種相對年輕的結構形式。但它突出優(yōu)點更適合我國的國情，鋼管混凝土能夠適應現(xiàn)代工程結構向大跨、高聳、重載發(fā)展和承受惡劣條件的需要，符合現(xiàn)代施工技術的工業(yè)化要求，因而正被越來越廣泛地應用于工業(yè)廠房、高層和超高層建筑、拱橋和地下結構中，并已取得良好的經(jīng)濟效益和建筑效果，是結構工程科學的一個重要發(fā)展方向。隨著其理論研究的深入和完善，施工工藝的提高和高性能材料的應用，鋼管混凝土也將繼續(xù)廣泛地用于各種建筑結構中。此外，近年來在多層、高層民用住宅建筑中也已開始采用鋼管混凝土柱和鋼梁組成的框筒(剪)結構體系，并且經(jīng)濟效益顯著。
參考文獻
[1]翰林海.鋼管混凝土結構[M].北京科學出版社,2012.
Meng Qingfang
（Beijing Jingcheng Xinxing Paper Engineering Technology Co.，Ltd.，Beijing 100176，China）
摘要：根據(jù)設計實例，對鋼管混凝土結構在單層廠房結構設計中的應用提出自己看法，不同結構形式進行比較以及設計中應該注意事項，得出結論鋼管混凝土結構在單層工業(yè)廠房結構中的推廣和應用將極大的節(jié)約鋼材，降低工程造價。
Abstract:According to design case, the author puts forward his own view on the application of concrete-filled steel tubular structures in the structural design of single-storey plant, compares different structure ways as well as design issues should be noted, and concludes that the promotion and application of the concrete-filled steel tubular structure will greatly save steel and reduce the project cost.
關鍵詞：鋼管混凝土柱 工業(yè)廠房 用鋼量 降低成本
Key words: concrete-filled steel tube column；industrial plant；the volume of steel；reduce costs
中圖分類號：TU37文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）14-0121-01
1鋼管混凝土結構的優(yōu)點
鋼管混凝土結構是指在鋼管之內填充混凝土而形成的組合材料。在工業(yè)廠房中主要是采用圓鋼管，圓鋼管因能有效地約束核心混凝土，從而其混凝土的抗壓強度和變形能力都顯著提高。鋼管混凝土具有強度高、重量輕、塑性好、耐疲勞、耐沖擊等優(yōu)點。此外還具有一些在施工工藝方面的獨特優(yōu)點：①鋼管本身就是耐側壓的模板。②鋼管本身就是鋼筋。③鋼管本身又是勁性承重骨架。
2以具體工程為例介紹鋼管混凝土柱的作用
在單層工業(yè)廠房結構設計中，鋼管混凝土柱主要應用于下柱，下面以一個具體工程為例對此進行介紹。邯鋼設備制造有限公司新建鑄鐵車間為單層工業(yè)廠房，建筑面積8448m2，共三跨，每跨有2臺Q=32/5t橋式吊車，工作級別為A5級，軌頂標高10.020m。北京中冶設備研究設計總院有限公司建筑院設計，廠房采用鋼結構，上柱為實腹H形，下柱為雙肢鋼管混凝土柱，腹桿為Φ140X5鋼管（不灌注混凝土），屋面采用梯形鋼屋架，H型鋼檁條，壓型鋼板屋面板；吊車梁為實腹工字型斷面鋼吊車梁；墻面板為壓型鋼板，卷邊C型鋼墻梁，墻皮柱間距6m。該工程在柱子系統(tǒng)和屋面系統(tǒng)節(jié)約大量鋼材，本文著重介紹柱子系統(tǒng)，除去上柱及肩梁與一般鋼結構柱子計算方法一樣不做比較外，下柱采用鋼管混凝土結構比普通鋼結構節(jié)約鋼材50%左右。
計算荷載取值：
①屋面荷載： 活荷載 0.5 考慮積灰荷載0.3
②風荷載： 0.45
③地震烈度： 7?（0.15g）
計算軟件采用中國建筑科學研究院的PKPM-STS軟件，用框排架模塊計算。基本模型為排架平面內柱腳與基礎剛接，上柱與屋架鉸接；排架平面外柱腳與基礎按鉸接計算，靠柱間支撐保證平面外穩(wěn)定。下柱支撐為雙片交叉支撐，采用H250X125X6X9軋制H型鋼分別與兩個柱肢相連。下面僅對邊列柱計算結果進行比較。
經(jīng)計算當采用鋼管混凝土結構時柱子斷面見圖1。
下柱為Φ355X6鋼管，腹桿為Φ140X5。鋼管中采用泵送頂升澆灌法澆注C40混凝土；上柱采用H600X350X12X16焊接H型鋼；上下柱均為Q235B鋼。鋼柱的穩(wěn)定應力比為0.8，平面外計算長細比為75，鋼管外徑與壁厚比值d/t=59，均滿足《鋼管混凝土結構設計與施工規(guī)程》3.1.5條的要求。整個下柱用鋼量（不含肩梁）為1363kg。
在相同條件下下柱采用H型鋼格構式雙肢柱斷面，經(jīng)計算，斷面為雙H型鋼H500X250X8X12，腹桿為雙角鋼L100X8。上柱同樣為H600X350X12X16焊接H型鋼；上下柱均為Q235B鋼。應力比為0.85，長細比為120。整個下柱用鋼量（不含肩梁）為1998kg。經(jīng)比較每根柱子鋼管混凝土結構比純鋼結構柱子可以節(jié)省鋼材635kg，效果非常顯著。同時腹桿采用鋼管結構比采用雙角鋼結構減少了大量的焊接工作量。
3滿足適合采用鋼管混凝土結構的條件
3.1 軌頂標高不宜太高，因為鋼管混凝土結構格構式柱子對于柱子的長細比要求較高，《鋼管混凝土結構設計與施工規(guī)程》表3.1.5規(guī)定格構式柱子長細比限值為80，所以如下柱過高，則由于長細比的限制而導致鋼管直徑過大，使鋼管混凝土的強度不能充分利用。
3.2 鋼管混凝土柱子受壓強度很高，但是受拉和受彎強度相對較差所以格構式柱子在除節(jié)點之外的部位不宜連接使柱子承受水平力的構件。
4采用鋼管混凝土柱子時的注意事項
4.1 因為鋼管混凝土結構一般管徑較小，推薦采用泵送頂升澆灌法澆注混凝土以保證混凝土澆灌質量。應注意盡量采用骨料較小的混凝土，當采用泵送頂升澆灌法時一般為0.5~3cm，水灰比不大于0.45，塌落度不應小于15cm，當有穿心部件時，粗骨料粒徑宜減小為0.5~2cm。為滿足塌落度的要求，應摻適量減水劑。為減少收縮量，也可摻入適量的混凝土微膨脹劑。
4.2 柱子主要承重鋼管盡量采用螺旋形縫焊接管或無縫鋼管，焊接鋼管必須采用對接焊縫，并達到與母材等強。鋼管接長時也應采用等強度的破口焊縫。格構式柱子肩梁部位肩梁腹板和柱間支撐節(jié)點板穿過鋼管時，穿過的板件與鋼管宜采用破口焊縫。在工程實踐中曾經(jīng)發(fā)生過因為穿心板件與鋼管焊接強度不足，導致在進行泵送頂升澆灌法澆灌混凝土時在焊接部位開焊。
4.3 柱肢和腹桿焊接時應避免使焊縫重合或交叉。
5結束語
工程實踐表明，鋼管混凝土與鋼結構相比，在保持自重相近和承載能力相同的條件下，可節(jié)省鋼材50%，同時焊接工作量可大幅減小。因為鋼管混凝土結構采用圓形鋼管，外觀新穎，造型美觀大方。隨著鋼管混凝土設計與施工水平的不斷提高，必將得到更大的推廣。
參考文獻：
關鍵詞：鋼管混凝土結構；土木工程；優(yōu)點；應用
中圖分類號： TU528文獻標識碼：A文章編號：
鋼管混凝土結構通過鋼管約束及改善混凝土的力學性能，借助灌入鋼管中的混凝土增強鋼管壁的穩(wěn)定性，降低和避免了鋼管發(fā)生變形，大大解決了混凝土和鋼管的缺點。由于鋼管混凝土結構具有良好性能，而且施工方便，工期短，提高了經(jīng)濟效益，因此被廣泛應用于土木工程建筑中。
1. 鋼管混凝土結構及其特點
1.1鋼管混凝土結構是一種將混凝土灌入鋼管內制成的組合材料，按照截面技術區(qū)分，鋼管混凝土分為圓鋼管混凝土，方、矩形鋼管混凝土和多邊形鋼管混凝土等。
1.2 鋼管混凝土結構的特點
鋼管混凝土結構由于具有許多良好特點在土木工程建筑施工中被廣泛使用，主要表現(xiàn)在以下幾方面：
①承載力高，抗震性優(yōu)越，塑性和延性好
在軸向壓力下，鋼管對灌入的混凝土的約束作用，改變了混凝土的受力性能，讓混凝土處于三向受壓狀態(tài)，因此使得混凝土的抗壓強度大大提高，而灌入鋼管內的混凝土也提高了鋼管的剛度，保證了鋼管的穩(wěn)定，可防止鋼管發(fā)生屈曲變形，兩者的結合產(chǎn)生了互補的作用，使得承載性能大幅度提高。不僅如此，二者的相互作用還能將混凝土的脆性破壞轉變?yōu)樗苄云茐模黠@改善了提高構件的延性，使、耗能能力提高，具有優(yōu)越的抗震性能。
②有利于鋼管的抗火防火和防銹防腐蝕
發(fā)生火災時，混在鋼管中的混凝土可從中吸收熱量，從而增加了鋼管的耐火時間，還能承受住鋼管大部分軸向荷載，防止結構倒塌。兩者的互相作用提高了鋼管混凝土結構的耐火性能。鋼管內因注入了混凝土，減少了鋼管的外露面積，因此也相對減少了鋼管需受到外界腐蝕的面積，防銹蝕和抗腐蝕也相對得到提升。
③施工方便，縮短工期，節(jié)約材料
由于鋼管本身就是模板，因此在施工過程中免去了制作與安裝模板的一系列工作，而且還減少了放置縱筋和箍筋的工作，方便了混凝土的澆灌和振搗施工過程。鋼管混凝土結構不但減少了施工工作量，縮短了施工工期，還節(jié)省施工材料，大大提升了經(jīng)濟效益，根據(jù)大量工程經(jīng)驗表明，采用鋼管混凝土的的承壓構件與比鋼筋混凝土承壓構件相比，可節(jié)約混凝土約70% , 減少自重70% , 節(jié)省模板100%，和鋼柱相比，可節(jié)約 50% 的鋼材, 降低造價約45%，而耗鋼量相等或略多。
2. 鋼管混凝土的工作機理
2.1材料要求
①針對設計要求的不同，鋼管混凝土結構的鋼材材質要求也不同，鋼材材質應根據(jù)具體的要求。
②根據(jù)工程的特質，從直縫焊接管、螺旋焊接管或無縫鋼管選擇適用的鋼管。
③鋼管混凝土結構中的混凝土采用普通混凝土，強度等級不應低于C30，不宜高于C80。
④鋼管混凝土結構的鋼管構建一般采用厚度約40mm的板材卷制，減少和簡便了焊接工序。一般采用的焊接技術有：手工焊接，自動或半自動焊接，二氧化碳氣體保護焊接。針對不同的鋼管材質，焊接時宜采用與強度較低的鋼材相適應的焊條或焊絲。采用螺栓等緊固件連接的技術有：普通螺栓，高強度螺栓，栓釘。
2.2基本工作原理
（1）鋼管混凝土軸心受壓時分三種類型，隨著套箍系數(shù)的減小塑性階段的不同，區(qū)分的軸壓構建工作類型也不同，分別為彈性、彈塑性和塑性三個階段或分彈性、彈塑性和強化三個階段。
（2）以圓鋼管混凝土為例。圓鋼管混凝土短試件在縱向軸心壓力N的作用下產(chǎn)生縱向壓應變，使得鋼管縱向(σ2)、環(huán)向(σ1)與核心混凝土縱向(σ3 )、徑向(σ2)和環(huán)向(σ1)都處于三項應力狀態(tài)（見圖1），進而產(chǎn)生鋼管與核心混凝土之間的相互作用緊箍力。隨著緊箍力增大，核心混凝土的抗壓強度和壓縮變形能力也隨著提高，更有效地發(fā)揮了鋼管和混凝土兩種材料各自的優(yōu)點。軸心壓力作用下鋼管與混凝土的三項應力狀態(tài)見以下：
公式：ε1s= μsε3;μcε3 ,其中μs μc 分別是鋼材和混凝土的泊松比。
①在軸心壓力N的作用下，開始時μs〉μc；待鋼管縱向壓分應力б3≈ fp （比例極限）時μs≈μc 。
②軸心壓力N繼續(xù)增大，鋼管應力超過比例極限后，μc將大于μ s即ε1c>ε1s。當ε1c>ε1s混凝土橫向變形迅速增大，徑向推擠鋼管促使鋼管的環(huán)向應力增大，進而產(chǎn)生了緊箍力。
③緊箍力在方管以及八邊形管中都是中部分布小，而四角部大，但在圓鋼管中則是均勻分布，從效應來說，圓鋼管緊箍力最大，方鋼管最小，而多邊形鋼管則介于兩者之間。
圖1 鋼管與混凝土三向受力狀態(tài)
（3）鋼管混凝土結構在土木工程施工中的方法：高拋自密實法，使用此法可免去繁重的振搗工作，但砼密實度較難控制；泵送頂升澆灌法，好可免去繁重的振搗工作，但對輸送泵的壓力要求高且中斷后無法繼續(xù)頂升；人工振搗法，較易保證砼澆筑質量，但人工操作可能會造成振搗不密實。
3. 鋼管混凝土結構在土木工程建筑中的應用
具有優(yōu)越力學性能的鋼管混凝土結構已有將近百年的使用歷史，隨著技術的發(fā)展，鋼管混凝土結構在土木工程中的應用范圍越來越寬。近年來，鋼管混凝土結構在我國被廣泛用于地鐵車站工程，單層和多層工業(yè)廠房柱，高層建筑工程，大跨度橋梁結構等領域中。
高層建筑工程中的應用
將鋼管混凝土結構應用于高層建筑工程中可解決高強混凝土柱的脆性問題和胖柱問題，還能減少柱截面和鋼材用量，既節(jié)約了建筑材料，擴大了使用空間，同時鋼管混凝土自重較輕，還減少了基礎負擔。
地鐵車站工程中的應用
鋼管混凝土結構在早期就已經(jīng)應用于北京的地鐵工程中。近年來隨著發(fā)展，鋼管混凝土結構也被越來越多的大型地鐵車站使用，一般采用蓋挖逆作法進行施工，既可以有效減少對城市生活的干擾，也減少對地面交通和周圍建筑的影響，是比較理想的施工技術選擇。
單層、多層工業(yè)廠房柱和各種支架柱中的應用
由于鋼管混凝土結構中的混凝土可以在主體結構安裝以后再進行澆注，因此在工業(yè)廠房施工中采用鋼管混凝土結構可縮短工期，節(jié)省施工時間。
（4）橋梁結構中的應用
經(jīng)過長期的發(fā)展，我國拱橋的建造技術越來越完整，由于拱橋的跨度大，拱肋承受極大軸向壓力，而鋼管混凝土結構構件主要用以承受軸向壓力，因此將鋼管混凝土結構用于拱橋工程建筑十分合理。鋼管混凝土空間桁架組合梁式結構也常被應用于斜拉橋和梁式橋的施工工程中，既提高了結構承載力，也簡化了施工工序和節(jié)省了材料，縮短了施工工期，減少了造價，同樣取得了良好的經(jīng)濟效益。
4. 結語
鋼管混凝土結構具有承載力高，良好的抗震性，能承受惡劣條件，構造簡單，施工方便速度快等特點，符合現(xiàn)代施工技術的工業(yè)化要求，在建筑工程的使用中也取得了良好的經(jīng)濟效益和建筑效果，因此鋼管混凝土結構應用范圍也越來越寬，被廣泛引入民用土木建筑工程中，對加快土木工程施工進度，提高經(jīng)濟效益具有重要意義。
參考文獻
關鍵詞：鋼管混凝土結構高層建筑結構設計
Abstract: concrete filled steel tube (i.e., concrete filled steel tube ) which has high bearing capacity, good anti-seismic performance, steel saving and simple construction and other advantages, so in the high-rise and super high-rise building has been widely applied. In this paper, the concrete filled steel tube structure in tall building structural design application.
Key words: steel tube concrete structure in high-rise building structure design
[中圖分類號] TU753.8 [文獻標識碼]A[文章編號]
鋼管混凝土結構以其承載力高、抗震性能好、混凝土延性好、耐火性能好、施工簡便以及造價經(jīng)濟合理等一系列優(yōu)點而廣泛應用于高層和超高層建筑中。相對于其它結構材料而言，鋼管混凝土結構的研究還很不充分，尤其是結構體系的研究更少，還存在著一些需要進一步研究和解決的問題。本文就鋼管混凝土結構在高層建筑結構設計的應用進行探討。
一、鋼管混凝土結構的應用特點
鋼管混凝土是在鋼管中填入混凝土后形成的建筑構件，按截面形狀可分為方鋼管混凝土、圓鋼管混凝土和多邊形鋼管混凝土。它利用鋼管和混凝土兩種材料在受力過程相互之間的組合作用，充分地發(fā)揮了這兩種材料的優(yōu)點，使混凝土的塑性和韌性大為改善，且可以避免或延緩鋼管發(fā)生局部屈曲，使鋼管混凝土整體具有承載力高、塑性和韌性好、經(jīng)濟效益優(yōu)良和施工方便等優(yōu)點。
鋼管混凝土雖由兩種材料組合而成，但對構件業(yè)而言，它被視為一種新材料，即所謂的“組合材料”（不再區(qū)分鋼管和混凝土）。而且鋼管混凝土構件在不同荷載組合作用下的性能變化是連續(xù)的和統(tǒng)一的；鋼管混凝土構件的性能隨幾何參數(shù)，如含鋼率、長細比和空心率等的改變是連續(xù)的和統(tǒng)一的；鋼管混凝土構件的性能隨著物理參數(shù)，如鋼材和混凝土的強度等的變化是連續(xù)的和統(tǒng)一的；鋼管混凝土構件的性能隨其截面形狀，如圓形、多邊形、八邊形、六邊形和正方形等的改變也是連續(xù)的和統(tǒng)一的等。鋼管高強度混凝土性能的研究高強度混凝土（世界各國對高強度混凝土的定義有所不同，在我國，一般認為強度等級為C60 及以上的混凝土為高強混凝土）是近年來國內外學者研究的熱門課題。這類高強度混凝土優(yōu)點是強度高，可以節(jié)約水泥，減小構件截面尺寸，減輕結構自重，因而常用于荷載很大的結構，如高層建筑，地下工程和大跨結構的支柱等。然而，高強混凝土的弱點是脆性大，延性差大，這就阻礙它在實際工程中的應用，尤其在復雜受力狀態(tài)下，結構受脆性破壞控制，其工作的可靠性大大降低。如果將高強度混凝土灌入鋼管高強度混凝土，高強度混凝土受到鋼管的有效約束，其延性將大為增強。此外，在復雜受力狀態(tài)下，鋼管具有很大的抗剪和抗扭能力。這樣，通過二者的組合，可以有效地克服高強混凝土脆性大、延性大的弱點，使高強混凝土的工程應用得以實現(xiàn)，經(jīng)濟效益得以充分發(fā)揮。大量實例證明，與普通強度混凝土的鋼管混凝土和鋼柱相比，鋼管高強度混凝土可節(jié)約鋼材50％左右，降低造價；和鋼筋混凝土柱相比，不需要模板，且可節(jié)約混凝土50％以上，減輕結構自重50％以上，而耗鋼量和造價略多或約相等。鋼管混凝土工程應用新進展鋼管混凝土結構宜用于軸心受壓或偏心較小的壓柱。
二、結構設計要點
一般高層工業(yè)與民用建筑中使用鋼管混凝土結構多采用單肢柱形式；下面主要討論單肢鋼管混凝土柱的設計方法。
1、一般要求
鋼管可采用直縫焊接管、螺旋形縫焊接管或無縫鋼管；外徑不宜小于100 mm ；壁厚不宜小于4 mm?；炷翉姸鹊燃壊灰说陀贑30 。
套箍指標θ 宜限制在0.3～3 之間。一般框架結構單肢鋼管混凝土柱的長細比不宜超過20 。
2、結構計算
《鋼管混凝土結構設計與施工規(guī)程》(以下簡稱規(guī)程)規(guī)定；鋼管混凝土柱主要采用極限狀態(tài)設計方法。單肢柱的軸向受壓承載力應滿足:
N ≤ Nu =фlфe No ；
No = fcAc( I+θ+θ) ；
θ = faAa/ fcAc
式中: No —————鋼管混凝土軸心受壓短柱的承載力設計值；
θ —————鋼管混凝土的套箍指標；
fc —————混凝土的抗壓強度設計值；
Ac —————鋼管內混凝土的橫截面面積；
fa —————鋼管的抗拉、抗壓強度設計值；
Aa —————鋼管的橫截面面積；
фl —————考慮長細比影響的承載力折減系數(shù)；
фe —————考慮偏心率影響的承載力折減系數(shù)。
由于目前常用的結構計算軟件如PKPM 系列、TBSA 系列軟件等尚缺乏對鋼管混凝土結構的支持；所以目前設計中常將預估的鋼管混凝土柱等剛度代換為實心圓鋼柱；輸入軟件進行結構整體計算；得到各柱的最不利內力值；最后手工校核鋼管混凝土柱的承載能力。
3、節(jié)點構造
一般鋼管混凝土柱與鋼梁或鋼筋混凝土梁組成的框架結構體系中；梁柱連接節(jié)點常采用剛性節(jié)點。鋼管混凝土柱由基礎開始一直通到建筑物頂端；各樓層結構中的橫梁都從柱側面與柱相連；梁端的彎矩和剪力通過一些連接件可靠地傳給柱身。鋼梁常在梁的翼緣平面內圍繞鋼管混凝土柱設置加強環(huán)；將梁端彎矩轉變?yōu)樗搅νㄟ^加強環(huán)傳給柱；梁腹板直接焊接或通過連接板與柱連接傳遞豎向剪力?；炷令A制梁梁端上下可預埋鋼板和加強環(huán)焊接；梁下設牛腿(也可在梁內暗設)傳遞剪力。對于現(xiàn)澆混凝土梁；可采用平行雙梁的形式；也可將梁端局部加寬，使縱筋繞過鋼管。鋼管混凝土柱的柱腳也有兩種做法，一種是同預制鋼筋混凝土柱相同的插入式杯口基礎，另一種是同鋼結構相同的端承式柱腳。應注意柱腳鋼管的端頭必須用鋼板封固，并應驗算柱與基礎連接面的混凝土局部受壓強度。
三、鋼管柱混凝土柱設計與施工應用過程
某大廈為三十一層商住樓，地下室三層為車庫，一層至四層為商場，四層頂為結構轉換層，五層為設備層，上部為住宅。整個結構采用框支剪力墻結構，圍繞樓、電梯井筒核心，部分框支柱在一層至四層采用了鋼管混凝土柱，管徑分別為ф＝1000，ф＝1200。鋼管圓柱采用16MNn 鋼制做，壁厚20，管內澆筑混凝土C40，圓鋼管柱共6 根，ф＝1000，2 根。ф＝1200，4根，鋼管頂部為鋼筋混凝土板式轉換層。
1、鋼管混凝土單肢柱的承載力：
Nu＝фlфeNo，
No＝fcAc（1+θ＋θ）
θ＝faAa/fcAc，
【關鍵詞】鋼管混凝土柱；型鋼混凝土柱；結構設計
隨著社會的發(fā)展，人們對建筑物的要求也越來越高。各種新技術被應用到建筑業(yè)中，對于建筑物來說基本的設計就是建筑物的結構設計，當前在建筑中應用最多的結構是：剛一混凝土組合結構。經(jīng)過不斷的改進和優(yōu)化，這種結構的應用也更加的成熟，并逐漸的向結構體系方面發(fā)展。承重構件和抗側力構件是組合結構體系中最主要的構成部分，一般采用的是型鋼混凝土和鋼管混凝土。將兩種結構相結合應用，可以提高建筑結構的受力性能。在結合這兩種結構的是要注意二者之間的差異，設計師在設計時要注意到這一點。
1.鋼管混凝土柱結構與型鋼混凝土柱結構工作原理比較
鋼管混凝土是指將混凝土填入薄壁圓形鋼管內形成的組合結構構件。由于混凝土不是一種均勻的材料，混凝土中砂石和骨料之間會有一些縫隙，當超過混凝土的承受力時，混凝土的縫隙會繼續(xù)擴大，使得混凝土分成若干與軸向壓力方向大致平行的微柱，進而破壞混凝土。將混凝土填入到圓形鋼管內，鋼管可以提供給內部混凝土側向壓力，進而限制混凝土之間的縫隙繼續(xù)擴大，提高從而提高混凝土的抗壓性能和變形能力。在一些比較薄的鋼管內部填入混凝土，內部的混凝土對鋼管也起到了一定的支撐作用，可以防止鋼管承受壓力過大后發(fā)生變形和失穩(wěn)。通過以上分析總結出了鋼管混凝土柱的工作原理：鋼管混凝土柱利用的鋼管對內部混凝土的側向壓力來達到約束混凝土的目的，鋼管內部的混凝土受到的是三個方向上的應力，限制了混凝土的縱向裂變，同時提高了混凝土的抗壓性能和壓縮能力。而在鋼管內部填筑混凝土以后，可以提高鋼管本身的穩(wěn)定性，增強了鋼管混凝土的抗壓性能。
型鋼混凝土柱是指在配置混凝土時采用型鋼作為主要的受力骨架，其他的構件采用鋼筋來受力。在配置混凝土時加入型鋼，使得混凝土和型鋼能夠相互制約。型鋼可以制約混凝土，提高混凝土的強度；而型鋼被混凝土包圍在內側，當建筑結構的承載力超過構件以后，型鋼的局部不會發(fā)生變形。型鋼混凝土柱的承載力要遠遠高于鋼筋混凝土柱，由于型鋼混凝土柱的型鋼是集中配置的，鋼筋混凝土中的鋼筋是分散配置的，因此型鋼混凝土柱的剛度要比鋼筋混凝土剛度高。
2.鋼管混凝土柱結構與型鋼混凝土柱結構計算方法比較
在計算鋼管混凝土承載力時參考的是套箍指標，反應鋼管混凝土的組合作用和受力性能的一個重要參數(shù)就是套箍指標，數(shù)θ=As ×fs/ fc ×Ac ， θ范圍在0.3～3 之間， 下限0.3 是為了防止鋼管對混凝土的約束作用不足而引起脆性破壞， 上限3 是為了防止因混凝土強度等級過低而使結構在使用荷載下產(chǎn)生塑性變形[1]。通過實驗驗證：當0 .3 ≤θ≤3 時，在正常的使用環(huán)境下，鋼管混凝土構件的工作性能具有一定的彈性，當達到一定的承載力以后鋼管混凝土依然有很好的延展性。在這種情況下，鋼管混凝土柱的抗壓性和承載力都得到了最大化的發(fā)揮，可以有效的避免因鋼管混凝土柱不穩(wěn)定而降低混凝土柱的承載力和軸心力的偏移，此外還要注意鋼管混凝土的長度和粗細的比例，其比值不能大于20（L＼D≤20），而軸壓力的偏心率不能大于1（e0＼rc≤1）。當θ≥0.9時，在鋼管混凝土柱的應力――應變曲線中沒有下降的情況，當軸壓比為1時，鋼管混凝土的抗彎能力仍滿足構件的需求，在這種情況下可以不用限制軸壓比[2]。為了增強型鋼混凝土的延性和耗能性能，需要控制型鋼混凝土的軸壓比，在計算型鋼混凝土的軸壓比時可以用：N/（fc ×Ac + fa ×Aa）這個公式來計算。
3.型鋼混凝土柱與鋼管混凝土結構優(yōu)缺點比較
通過分析鋼管混凝土柱和型鋼混凝土柱的工作原理和計算方法，可以看出這兩種結構的混凝土都有各自的優(yōu)點和缺點。在設計和實際的應用中，就要注意二者的不同，選擇合適的結構。鋼管混凝土結構的優(yōu)點是：第一，因為鋼管能夠制約內部的混凝土，使得混凝土受到三個方向上的應力，提高了混凝土柱的抗壓強度。第二，填在鋼管內部的混凝土又可以控制鋼管，防止鋼管發(fā)生局部的彎曲和變形，從而很好的提高了鋼管的抗壓強度。第三，與鋼筋混凝土柱相比，鋼管混凝土柱的抗扭承載力和抗剪強度也都得到了很大的提升。此外，也提高了內部的混凝土的抗壓強度，使得混凝土能夠發(fā)揮出高強度混凝土的作用。第四，與鋼筋混凝土柱相比，鋼管混凝土需要承載的壓力更高，不用控制限壓比，混凝土柱截面的面積可以縮小到一半以上。第五，與型鋼混凝土柱相比，型鋼混凝土需要承載的壓力是鋼管和混凝土單獨承載力之和的2倍，因此可以減小截面的面積[3]。外部的鋼管對內部的混凝土產(chǎn)生的套箍作用，當柱發(fā)生破壞時，由直接性的破壞轉化為延性破壞。當θ≥0.9時，在往復水平荷載的作用下，柱的延性得到了提升，具有很大的延性系數(shù)值。第六，采用的是管壁比較薄的鋼管，不用為了加厚鋼管而進行額外的焊接加工工序。第七。在鋼管內部填入混凝土以后，混凝土可以吸收外部的熱量，進而提高了柱的耐火性能，進而節(jié)省了一部分防火涂料。缺點是：鋼管混凝土容易產(chǎn)生橫向的壓縮和變形，對于樓層比較高的建筑來說，會有一定的風險。與型鋼混凝土相比，其連接點的的工序要復雜的多，在實際的施工過程中，澆筑樓板的混凝土要比澆筑鋼管混凝土快的多。為此在施工階段時，為了限制鋼管的初始壓應力，需要依據(jù)施工階段的荷載來計算和驗證鋼管的強度和穩(wěn)定性。
型鋼混凝土結構的優(yōu)點：第一，與單純的鋼結構相比，型鋼的混凝土柱外包的混凝土可以有效的抑制內部型鋼的彎曲和變形，同時還能改善型鋼的平面外扭轉屈曲性能，從而充分的發(fā)揮鋼骨的鋼材強度，能夠節(jié)省大約一半以上的鋼材。第二，由于型鋼混凝土結構的剛度和阻尼比比較大，當發(fā)生地震或刮大風時，可以防止建筑物結構的變形。第三，外包的混凝土可以延長混凝土柱的使用壽命，增強柱的耐火性能。第四，與單純的鋼筋結構的混凝土柱相比，型鋼混凝土的壓彎承載力和受壓剪力都得到了很大的提升；同時框架梁到柱節(jié)點的抗震性能也得到了改善；低周往復荷載下的構件滯回特性、耗能容量以及構件的延性均有較大幅度提高[4]。第五，構件中的鋼骨可以作為施工階段的荷載，將構件模板懸掛在鋼骨上， 就可以同時對多個樓層進行灌澆混凝土等作業(yè)， 提高了施工的效率。型鋼混凝土的缺點是：不僅要制作和安裝鋼結構，還要安裝支護模板、綁扎鋼筋、澆筑混凝土，工序繁瑣、工作量大，加大了施工的難度。在設計的過程中，工程師應該結合工程的實際情況，盡量的發(fā)揮出這兩種柱的優(yōu)點，有效的避免缺點，從而才能體現(xiàn)出這兩種結構的特點，以達到設計的目的。
4.結束語
通過分析鋼管混凝土柱和型鋼混凝土柱結構的工作原理和計算的方法，對這兩種結構的優(yōu)勢和缺點進行了比較。為了充分的發(fā)揮這兩種結構的優(yōu)點，在設計時要充分的注意到二者結構特點，并應用到對應的結構體系中，能與其他的構件協(xié)調的工作。
參考文獻：
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[2] 肖建莊，楊潔，黃一杰，王正平. 鋼管約束再生混凝土軸壓試驗研究[J]. 建筑結構學報. 2011（06）
【關鍵詞】鋼骨混凝土；結構抗震；特點；應用
盡管鋼骨混凝土構件和結構在我國高層及超高層建筑中應用得越來越多，到目前為止，國內外對其研究的成果多集中于構件的強度、剛度研究，少量體系研究，并不系統(tǒng)完善，至今未形成一套完整的抗震設計理論和可供設計人員參考使用的抗震規(guī)范或規(guī)程，因此對這種結構和構件的抗震性能和設計方法的研究是一個急迫而有意義的課題。以下就鋼骨混凝土結構抗震進行研究分析，以供參考。
1、鋼骨混凝土結構的特點
在鋼骨混凝土結構中，鋼骨與外包鋼筋混凝土形成整體，共同承擔荷載的作用，可以充分利用各自優(yōu)點，其受力性能優(yōu)于這兩種結果的簡單疊加。
1.1與鋼筋混凝土結構相比，由于配置了鋼骨，使構件的承載力大大提高，從而有效的減小了梁柱截面尺寸，尤其是抗剪承載力提高和延性加大，可顯著改善抗震性能。此外，鋼骨架本身具有一定承載能力，可以利用它承受施工階段荷載，將模板懸掛在鋼骨架上，省去支撐，有利于流水作業(yè)，縮短施工工期。
1.2鋼骨混凝土構件的外包混凝土可以防止鋼構件的局部屈曲，提高構件的整體剛度，顯著改善鋼構件出平面扭轉屈曲性能，使鋼材的強度得以充分發(fā)揮。采用鋼骨混凝土結構，一般可比純鋼結構節(jié)約鋼材達50%以上。
1.3外包混凝土增加了結構的耐久性和耐火性，鋼骨混凝土結構比鋼結構具有更大的剛度和阻尼，有利于控制結構的變形和振動。
1.4具有更大的剛度和阻尼，有利于控制結構的變形；
2、鋼骨混凝土結構抗震的研究分析
2.1鋼骨混凝土結構試驗研究。目前針對鋼骨混凝土整體結構的動力試驗研究還較少。陸續(xù)開展了SRC-RC柱-RC梁混合體系的彈塑性試驗、RC柱-鋼梁和SRC柱-鋼梁低周往復試驗、SRC框架振動臺試驗。從實測的框架在各級荷載作用下的層間恢復力曲線可知，滯回曲線較為飽滿，始終未出現(xiàn)類似RC結構中的捏攏、主筋粘結破壞及滑移等現(xiàn)象，證明了這種框架具有較大的延性和較強的耗能能力。
2.2鋼骨混凝土構件試驗研究。日本是對鋼骨混凝土結構研究與應用較多的國家，到1985年，鋼骨混凝土結構的建筑面積占建筑總面積的62.8%，10～15層高層建筑中鋼骨混凝土結構的建筑物幢數(shù)占總數(shù)90%左右。鋼骨混凝土結構在幾次大地震中經(jīng)受了考驗，充分展示了它的優(yōu)越抗震性能。日本早在上世紀二十年代就展開了針對SRC結構的研究，五十年代以后，促成了以累加強度為基礎的SRC規(guī)范的產(chǎn)生。隨著對SRC構件抗震性能了解的逐步深入，多次修訂了SRC結構規(guī)范。1968年日本十勝沖近海地震后修改SRC結構規(guī)范要求停止使用缺乏配格構式型鋼的SRC構件，并建議使用實腹式型鋼。我國自20世紀70年代開始，對鋼骨混凝土結構進行了一系列研究，西安建筑科技大學、中國建筑科學研究院、清華大學和東南大學等對鋼骨混凝土結構進行了開拓性的研究工作，并取得了較多的研究成果。陸續(xù)開展了SRC柱和RC柱在單調及往復荷載試驗、高強混凝土（SRHC）短柱抗震性能試驗、異形截面鋼骨混凝土柱和圓形截面鋼骨混凝土柱的抗震性能試驗、聯(lián)肢鋼骨剪力墻及鋼骨混凝土核心筒的偽靜力試驗、鋼骨混凝土剪力墻的抗震性能試驗等。其它國家針對SRC構件進行的研究主要SRC構件的循環(huán)往復荷載試驗、SRC柱受彎-扭聯(lián)合作用下的擬靜力試驗等。
2.3鋼骨混凝土框架節(jié)點試驗研究。日本1952年即對SRC框架節(jié)點開展試驗研究，提出了一種能夠反映節(jié)點主要受力特征的滯回模型，其假定節(jié)點由四個單元模型構成，最后通過疊加每個單元模型的恢復力特征得到節(jié)點的滯回特征，理論結果與試驗結果吻合較好。我國西安建筑科技大學最早在1985年和1986年進行SRC節(jié)點的試驗。隨后的研究主要有，SRC節(jié)點低周荷載試驗，SRHC柱與SHC梁框架邊節(jié)點試驗和SRHC框架節(jié)點低周荷載試驗研究。在試驗研究基礎上，考慮了節(jié)點配箍率、含鋼率和軸壓比對節(jié)點延性、耗能和強度、剛度退化等影響。
2.4鋼骨混凝土構件和結構非線性分析。組合梁柱構件的非線性分析模型多采用桿系模型。將桿中間設置為線彈性彈簧，兩端采用非線性彈簧來模擬，構件的非線性變形完全集中于末端彈簧，通過合理選取末端彈簧的彎矩-曲率關系，該模型可以描述構件復雜的滯回關系。為了計算混合結構體系的彈塑性性能，非線性彈簧有基于空間屈服面模型，即P-MX-MY的形式、考慮鋼骨與混凝土之間的粘結滑移形式、退化三線型模型M-恢復力模型、四折線型M-恢復力模型描述。纖維模型是近年來流行的方法，直接將模型建立在分布截面的纖維上，直接從材料的本構關系出發(fā)得到結構的非線形性能，可以考慮軸力-雙向彎矩之間的耦合作用。針對SRC結構而言，由于其由兩種材料組成，它的非線性也就直接來源于鋼和混凝土這兩種材料的非線性和相互之間的粘結滑移。另一種方法是將SRC柱分為鋼筋混凝土和鋼骨兩部分，其中的鋼筋混凝土部分采用桁架-拱力學模型，鋼骨部分沿其斷面和長度進行細分，選取合適的混凝土、鋼筋和鋼骨的恢復力模型之后，將兩部分分別得到的荷載-位移滯回曲線進行疊加用于鋼骨混凝土柱的滯回曲線。
目前國內外在鋼骨混凝土結構的非線性分析中廣泛采用的是桿系模型和方法，包括靜力彈塑性分析和動力彈塑性分析。SRC結構彈塑性分析中，梁柱構件多采用集中塑性鉸模型、考慮軸力-彎矩耦合的三維空間模型等，鉸模型本構多為簡化的多線性模型。
3、鋼骨混凝土的工程應用
由于鋼骨混凝土充分發(fā)揮了鋼與混凝土兩種材料的優(yōu)點，其在高層及超高層建筑中得到了廣泛的應用，鋼骨混凝土結構具有良好的力學性能，早就得到了廣大結構工程師的重視，特別是在一些多震的發(fā)達國家和地區(qū)。美國：休斯頓得克斯商業(yè)中心大廈，79層，305m高，均采用鋼骨混凝土外框架一鋼骨混凝土內筒結構；休斯頓海灣大樓，52層，221m高，采用鋼骨混凝土柱一鋼梁框架結構。其它地區(qū)：香港中銀大廈，72層，363m高，下部為鋼骨混凝土結構，上部為鋼結構；悉尼愷特斯中心，198m高，采用鋼筋混凝土內筒、型鋼混凝土剛性懸掛內部樓層、型鋼混凝土外柱結構；新加坡財政部大樓，55層，242m高，型鋼混凝土核心筒結構。
隨著我國高層建筑的迅速發(fā)展，鋼骨混凝土結構的應用將越來越廣泛。近年來我國興建了很多帶有SRC構件或結構的高層建筑，如北京香格里拉飯店，柱子均為鋼骨混凝土柱；北京長富宮飯店，地下部分和地上兩層均為SRC結構；上海瑞金大廈，1至9層為鋼骨混凝土結構；國內最高的建筑上海金茂大廈采用鋼-鋼骨混凝土-鋼筋混凝土混合結構，核心筒為鋼筋混凝土結構，四邊幾根大柱為鋼骨混凝土柱，角柱為鋼柱。
4、結束語
我國是一個多地震國家，絕大多數(shù)為地震區(qū)，甚至位于高烈度區(qū)，而SRC結構抗震性能好，在強地震區(qū)推廣使用這種結構體系有著非常重要的現(xiàn)實意義。
參考文獻：
[1]劉大海，楊翠如.型鋼、鋼管混凝土高樓計算和構造[M].北京中國建筑工業(yè)出版社，2003.
關鍵詞：高層建筑；轉換層；施工技術
我國建筑施工技術不斷進步，這也使得我國的高層建筑不斷的增高，所以在這樣的情況下，對高層建筑承載結構的承載性能也提出了更高的要求，因此轉換層結構也成為了高層建筑建設過程中非常常見的一種施工結構，通常來設計說，高層建筑轉換層結構在施工過程中的技術難點主要體現(xiàn)在三個方面，首先是轉換層和混凝土強度以及裂縫整體的控制方面，其次是轉換層結構模板支撐系統(tǒng)如何進行合理的設計，最后就是轉換層結構構件內部鋼筋的設置和安裝。
1 轉換層混凝土強度及裂縫控制
1.1 混凝土強度控制
為了更好的保證混凝土材料自身的強度，在混凝土材料的配合比控制的過程中應該更加的嚴格，有關數(shù)據(jù)顯示，砂的含水率會對很多指數(shù)都產(chǎn)生非常重大的影響，同時影響程度也是不同的，通常的情況下，影響程度會在5%到20%之間，而站在水灰比的角度上來說，水灰比每增加1%，混凝土的強度就會有所降低，降低的幅度通常都在5%到10%之間，所以針對配合比應該予以更加嚴格的控制，同時還要按照相關的標準和要求對其進行計算，同時還要對配合比進行有效的調整，在進行混凝土生產(chǎn)的過程中還要對砂的含水率進行嚴格的觀察，同時還要根據(jù)實際的情況進行有效的調整。在施工的過程中一定要對混凝土的配比進行嚴格的控制，同時還要避免在實際的施工中往混凝土中不能隨意加水，這樣才能更好的保證生產(chǎn)的產(chǎn)品質量要和配合比的要求完全相符，同時在養(yǎng)護的過程還應該嚴格按照相關的制度和要求來執(zhí)行，泵送混凝土在施工的過程中能夠體現(xiàn)出非常好的易于操作性，但是在實踐的過程中還存在著即使對配合比進行嚴格的控制還是容易在施工中出現(xiàn)各種各樣的問題。這和沒有進行有效的養(yǎng)護是非常有關系的，有可能是養(yǎng)護的措施并不是很合理，也有可能是養(yǎng)護時間的掌握并不是很好。除此之外還應該在實際的工作中更好的對混凝土自身的強度進行檢驗，在檢驗的過程中也要更加嚴格的對混凝土的現(xiàn)場檢測和配比和通靈期進行嚴格的檢驗和驗收，同時還要采取更加有效的措施對試塊檢驗的質量和準確性，因為試塊在檢驗的過程中還是有很多的因素和現(xiàn)場的實際情況并不是十分的一致，所以在這樣的情況下，很多人員都比較重視現(xiàn)場檢測的手段，為了能夠更好的對監(jiān)測的條件進行研究，可以采取輔助檢測的手段，通常都會使用鉆芯的方法，但是這種方法在使用的過程中還是存在著很強的破壞性，相關人員在研究的過程中發(fā)現(xiàn)如果不能很好的去修補鉆芯法產(chǎn)生的破損部位，結構的實際承載力下降的幅度有可能超過10%，所以采用這種方法的時候應該更加的謹慎和小心，保證受損的部位能夠得到有效的修理。
1.2 混凝土裂縫控制
放的措施：在大體積混凝土的構件截面的位置采取分層澆筑的方式或者是采取有效的混凝土收縮的技術?？沟拇胧菏紫染褪潜M量不要使用早強的水泥，要使用添加過外加劑的混凝土材料，這樣做的目的是有效的降低水泥的實際用量。其次是要選擇合適的砂石粒徑，在施工的過程中要盡量減少水泥的使用，這樣也可以有效的減少水泥當中的水化反應，從而也減少了化學放熱的過程。再次是在振搗的過程中應該予以嚴格的控制，保證在這一過程中不會出現(xiàn)過度振搗或者是漏搗的現(xiàn)象。第四是在尺寸突變位置的構造一定要重視其鋼筋的配置，這樣就有效的防止了由于應力過于集中而出現(xiàn)的超載現(xiàn)象。最后一定是要在兩種強度不同的混凝土交界位置用鋼絲網(wǎng)進行妥善的搭接處理。
抗和放相互結合的措施，為了能夠有效的防止材料在使用的過程中出現(xiàn)非常明顯的裂縫現(xiàn)象，在施工的過程中還必須要對新較混凝土的養(yǎng)護問題進行高度的重視，同時還要在采取有效的措施防止混凝土的表面出現(xiàn)水分蒸發(fā)過快的現(xiàn)象，而對大體積混凝土的構件而言，水化反應中的放熱量是控制的重點，要采取相應的降溫措施，還要將溫度控制在合理的范圍內。
2 轉換層結構模板支撐系統(tǒng)的設計
因轉換層區(qū)域鋼筋混凝土構件截面尺寸通常較大、受力鋼筋及構造鋼筋密布、構件自重以及施工荷載非常大，為保證模板支撐體系的強度及穩(wěn)定性，同時考慮施工可行性和經(jīng)濟性，就必須正確設計轉換層模板的支撐系統(tǒng)，并進行合理的構造措施。
轉換層大梁施工時最大荷載往往超過10t/m2力，如何承擔這么大的荷載，成為模板設計的難點，通常是將轉換層垂直荷載有效可靠地傳遞到地下室頂板，甚至基礎上。轉換層鋼筋混凝土樓板的模板采用12mm厚木質膠合板拼裝，下墊截面50mm×100mm的木方，間距小于0.5m，甚至小至0.3m，采用48×3.5mm滿堂鋼管腳手架支撐。轉換層大梁的底模和側?？刹捎?8mm厚木質膠合板，梁側模部位采用豎向間距不大于0.3m的50mm×100mm木方作為豎肋，當梁高大于2.2m時，梁底模部位設置橫向間距不大于0.3m的50mm×100mm木方作為橫肋，木方的跨度應小于0.6m。
3 轉換層結構構件內鋼筋的安裝
施工時按相應的混凝土施工規(guī)范要求執(zhí)行，對轉換層各類構件而言，樓板內受力鋼筋通常采用搭接接長，框架梁中受力鋼筋通常采用直螺紋機械連接，框支柱的受力主筋一般采用電渣壓力焊方法進行接長?？紤]到轉換層框支梁截面下部的縱向鋼筋必須彎折插入錨固在框支柱內的長度為1.2m～1.5m，因此應先安裝綁扎框支梁內的鋼筋，并設置臨時鋼管支撐，再進行框支柱混凝土的澆搗，并應特別注意保護梁內鋼筋，避免發(fā)生移位和污染，待柱混凝土澆筑完畢，達到拆模要求并拆模后，正式搭設梁支模架。當梁寬大于850mm時，除綁扎設計配筋外，應保證施工中已就位的鋼筋骨架不發(fā)生變形，可根據(jù)具體情況設置輔助支撐鋼筋；為保證梁底鋼筋保護層滿足設計要求和施工偏差，一般采用長度為150mm，直徑為25短鋼筋頭作墊塊，梅花形布置，縱距不大于1.0m，橫距不大于0.3m，則不采用普通混凝土墊塊來設置鋼筋保護層，否則可能因梁自重較大而壓碎混凝土墊塊，導致鋼筋保護層尺寸偏差，這些輔助鋼筋均為施工構造措施，可由施工單位自行掌握。
結束語
高層建筑質量安全關系到千家萬戶的生產(chǎn)財產(chǎn)安全，必須在結構設計和結構施工上嚴格控制，特別是對本文論述的若干關鍵施工技術的控制，保證施工技術能夠良好地實現(xiàn)設計意圖，真正做到高層建筑建設的安全、經(jīng)濟、科學及合理。
參考文獻
【關鍵詞】鋼筋混凝土結構；施工技術；分析
隨著混凝土施工工藝的不斷發(fā)展，勁性鋼筋混泥土的施工工藝不斷成熟，本文通過對鋼筋混凝土結構施工技術進行了詳細的探析，可以看出勁性鋼筋混泥土在工程建筑材料中在抗震、防腐、防火方面的優(yōu)越性。因此我們必須吸收國內外的一些先進理念，然后結合實際情況，不斷完善設計方案，提高施工水平，從而促進我國的建筑事業(yè)發(fā)展。
1、勁性混凝土結構施工重點及難點
在建筑工程材料中，所謂的勁性鋼筋混凝土就是一種由鋼筋骨架進行外包的混凝土，這種混凝土不僅具備混凝土的強度高、延展性好、抗震能力強的特點，還具備了鋼結構骨架的承載能力強的優(yōu)勢，因此在施工過程中完全可以取消施工中的一些支撐體系，從而簡化了施工過程，縮短施工時間，從而很好的節(jié)約了投資成本。通常情況下，勁性鋼筋混凝土大多用在多層和高層建筑的框架結構中，和一些對荷載要求高的建筑物。在目前的勁性鋼筋混凝土工程中，采用勁性鋼筋混凝土施工的梁和柱的骨架結構可以分為空腹式和實腹式。超限結構在建筑工程中的應用已經(jīng)非常廣泛，因此在進行建筑施工是就必須要有適應這超限結構的材料結構，而勁性鋼筋混凝土結構的勁性能夠很好的提高構件的承載能力，并且其中的混凝土還能很好的彌補到鋼筋的剛度，很好的彌補的對方的不足，從而能夠滿足超限結構的施工要求。
在勁性鋼筋混凝土施工進程中，選擇品質優(yōu)良且合適的鋼構件的吊裝和安裝尤為重要，鋼構件的吊裝和安裝不僅能夠對施工工期造成影響，甚至能夠嚴重的影響到整個工程的質量和安全。勁性鋼筋混凝土中存在的主要難點是混凝土中的鋼材布置太過密集，從而使鋼筋和鋼骨之間產(chǎn)生了位置沖突，嚴重的影響了混凝土的振搗工作。鋼筋混凝土框架結構在建筑中的應用逐漸普及，所以任何建筑企業(yè)都必須要保證鋼筋混凝土框架結構的質量，必須要做好鋼筋混凝土框架結構的質量控制工作，由此建造出的建筑工程才能保證質量。
2、鋼骨梁架加工制作
在進行鋼骨梁架的施工時，首先應該對施工的質量、工期以及能夠產(chǎn)生的經(jīng)濟效益進行綜合考慮，針對實際情況選用合適的加工材料。在目前的進行鋼筋混凝土框架結構中大多運用現(xiàn)澆混凝土的施工方式，而框架節(jié)點則通常運用骨架的上下以及左右貫通的方法，在節(jié)點的構造上梁和骨架并不直接連接在一起。進行鋼骨梁架加工時應按一下步驟：
第一步：熟悉圖紙及有關規(guī)范要求。
第二步：精確計算，在加工地點進行1：1放樣。
第三步：利用經(jīng)確任無誤的大樣圖進行下料，并對要求k型焊縫的鋼板焊接接頭進行處理，打磨成45°。
第四步：準備工作全部做好后開始焊接，為了確?？蒲许椖恳淮涡猿晒?，我們從全處范圍內抽調四名具有豐富電焊經(jīng)驗的技術骨干和操作能手進行加工。
第五步：每榀鋼骨梁完全加工完畢后，必須按照有關規(guī)范標準嚴格檢查處理。由于受熱脹冷縮的影響，會發(fā)生局部變形。
3、鋼骨梁吊裝就位
3.1 準備工作：為了確保鋼骨梁吊裝能夠準確、安全就位，在鋼骨梁吊裝前必須做好以下幾項準備工作：1）合理安排吊裝順序和吊機所要行走的路線，選擇合理的吊機位置，吊裝前必須把柱中鋼骨梁地面以下柱體部分全部施工完畢，而且混凝土強度要達到100%。為了確保鋼骨梁高度準確無誤，在澆注混凝土時就必須對其高度控制好，并精確抄平。2）柱中鋼骨的蒸米哦按和側面要用紅線標出其中心位置，用同樣方法在框架柱混凝土表面也標出相應位置，以便吊裝時能準確就位。
3.2 吊裝就位：為了避免鋼骨在吊裝過程中出現(xiàn)變形，采用垂直三點起吊，吊繩采用鋼絲繩。就位時，鋼骨兩端每個柱子的正面和側面各站1個技術人員，用垂球控制就位方向。
3.3 混凝土外部包裝部分，由于柱筋柱骨在鋼柱柱帽中無法通過連接板練級，因此施工中可以對此預留洞孔位置以滿足后續(xù)過程中的焊接要求。
4、鋼筋混凝土施工
在鋼骨就位后，鋼骨四周還有部分鋼筋混凝土，鋼筋混凝土質量的好壞，直接影響到勁性鋼筋混凝土的科研工作。所以在施工中必須注意以下三點：
4.1模板：嚴格按照設計尺寸及規(guī)范要求立模
模板分為柱模、底模等，在樹立模板的過程中要先立底模板，從房屋±0.000處開始搭腳手架直至設計高度，腳手架底部承力面必須是經(jīng)過夯實的。然后在底模上立側模并加固，必須保證模板的平整、穩(wěn)定和嚴密性，防止漏漿和跑?，F(xiàn)象出現(xiàn)。
4.2加工和綁扎鋼筋
對鋼筋混凝土進行施工時，首先應該對鋼筋進行質量檢查，確認質量無誤過后，才能在施工中應用。首先在加工鋼筋時就嚴格按照有關設計文件和規(guī)范進行下料；其次由于鋼筋太密，空間小，所以為防止鋼筋打架現(xiàn)象，必須嚴格控制加工尺寸，在鋼筋綁扎前要對所有加工好的鋼筋進行嚴格檢查，對于超標的鋼筋堅決不用。
4.3混凝土澆注
為了保證混凝土施工質量，使此科研項目一次性成功，在澆注混凝土前我們還做好了以下工作：（1）原材料篩選：碎石粒徑選用0～20mm，水泥選用525#，采用中粗砂，對所有到現(xiàn)場材料的各項技術標準進行抽樣檢驗，發(fā)現(xiàn)有不合格的材料堅決不用。（2）原材料準備：備齊碎石、砂、水泥等所有材料，必須做到認真計算，寬備窄用，只有這樣才能可能一次性澆注完框架的混凝土。（3）準備好備用電源并調試好。（4）根據(jù)實際工程量的多少準備好ф50的小型振動棒，并有備用。（5）由于鋼骨上翼緣板較寬，為了在澆注混凝土時能使其中氣泡釋放出來，不致出現(xiàn)空洞，在上翼緣板上左右兩側每隔600mm各打一個ф10的氣孔，應注意避開對結構和施工有影響的部位，如加勁肋和次梁處。
把所有準備工作完成后，才能開始正式施工。
4.4在澆注混凝土過程中，還有幾個問題需要注意
（1）嚴格計量，最好有兩臺磅稱；（2）混凝土隨拌隨用，為確保混凝土的適宜性，拌制時間應控制在2分鐘以上，混凝土坍落度控制在70mm左右。混凝土超過1.5h后堅決不能在利用；（3）隨澆隨搗，堅決不能出現(xiàn)漏搗和過搗現(xiàn)象。在搗固時應盡量避免震動棒與鋼筋或鋼板相碰，應特別注意底部混凝土質量，也不得利用鋼骨傳震。施工時，必須有工人在構件下方或側面觀察模板情況，如有變化，應立即停止施工并按組織人力進行加固；（4）全部澆完混凝土后，注意按規(guī)范養(yǎng)護7天以上，溫度太低時，還必須注意防凍。
5、結束語
社會的不斷向前發(fā)展，人們的生產(chǎn)工藝水平都得到了明顯的提高，建筑行業(yè)也得到了相應的發(fā)展。在新時代的建筑工程中，隨著混凝土應用在建筑工程中逐漸占據(jù)了主導地位，這就促使了混凝土的施工工藝和本身性能不斷發(fā)展?；炷猎诮ㄖこ痰牟牧现校哂袕姸雀?、延展性好、抗震能力強以及施工方便等特點，但是隨著先進建筑施工技術的不斷創(chuàng)新，給混凝土的施工帶來了全新的機遇和挑戰(zhàn)。
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